Физические свойства тепловой жидкости
Simscape/Библиотека фундаментов/Тепловая жидкость/Утилиты
Блок Thermal Liquid Settings (TL) обеспечивает физические свойства жидкости для тепловой гидравлической сети. Свойства глобальны: они применяются не к одному компоненту, а ко всем, которые составляют сеть. Каждая тепловая гидравлическая сеть в модели должна соединяться ровно с одним образцом этого блока. Среди свойств, заданных в этом блоке:
Термодинамические свойства - Плотность, удельная внутренняя энергия и удельное тепло
Производные свойства - Модуль объемной упругости и коэффициент теплового расширения
Транспортные свойства - Кинематическая вязкость и теплопроводность
Каждое свойство жидкости задается в сведенной в табличной форме относительно температуры и давления или только от температуры. Используйте опцию, чтобы игнорировать изменения, вызванные давлением, если известно, что эти изменения незначительны, если ожидается, что давление будет почти постоянным, или если данные о свойствах жидкости доступны только с точки зрения температуры.
Блок предоставляет опцию построить график заданных свойств жидкости по их температурным и напорным областям. Чтобы создать графики, щелкните правой кнопкой мыши блок и выберите Foundation Library > Plot Fluid Properties. Используйте выпадающий список, расположенный в верхней части графика, чтобы выбрать свойство жидкости для визуализации. Нажмите кнопку Reload, чтобы перегенерировать график после обновления параметров блоков.
Используйте графики, чтобы визуализировать зависимости свойств жидкости от давления и температуры - например, чтобы легче уловить аномалии в заданных данных. Большинство свойств жидкости показаны как переменные по давлению только, если они заданы как функции давления. Исключения включают плотность, которая выводит зависимость давления от коэффициента модуля объемной упругости и теплового расширения, и любые свойства, вычисленные из плотности, такие как удельное тепло.
График свойств тепловой жидкости
Блок обеспечивает несколько параметризаций для независимых переменных состояния, плотности и конкретной внутренней энергии. Параметризация, которую вы выбираете для каждого, определяет данные, которые вы должны получить, и переменные состояния, относительно которых вы должны задать его. Установка параметра Table dimensions влияет на параметры, которые вы видите на других вкладках.
Давление и температура являются переменными тепловой гидравлической области. Таким образом, они являются естественным выбором независимых переменных состояния, относительно которых можно задать все другие свойства жидкости. Блок предоставляет две параметризации, основанные на этих переменных состояния. Они доступны через параметр Table dimensions:
2D tables based on temperature and pressure - Предоставить табличные данные о температуре и давлении. Область допустимых температур и давлений указывается в терминах минимальных и максимальных значений (I на рисунке) или в терминах матрицы валидности (II).
Типы областей валидности
1D vectors based on temperature - Предоставить табличные данные о температуре и игнорировать любые зависимости от давления. Область допустимых температур и давлений задается только в терминах минимальных и максимальных значений. Этот модуль объемной упругости обеспечивает зависимость давления от плотности и любых свойств жидкости, рассчитанных из плотности.
Блок предоставляет три типа параметризации для плотности и для двух производных параметров, от которых часто зависит вычисление плотности - изотермический модуль объемной упругости расширения и изобарический коэффициент теплового расширения. Опции включают:
Density, bulk modulus, and thermal expansion coefficient tables - Предоставьте табличные данные для плотности, модуля объемного расширения и коэффициента теплового расширения. Данные должны быть указаны по температуре и давлению. Параметр Table dimensions должен быть установлен на 2D tables based on temperature and pressure.
Density table/vector - Предоставить табличные данные по плотности по температуре (и, в 2D случае, давлению). Блок вычисляет изотермический модуль объемной упругости и изобарический коэффициент теплового расширения из табличных данных с помощью метода конечной разности. Изотермический модуль объемной упругости β определяется как:
где ρ - плотность, T - температура, а p - давление. Изобарический коэффициент теплового расширения α определяется как:
Reference Density - Обеспечивают плотность, модуль модуля объемной упругости и коэффициент теплового расширения при известной температуре (и, в 2D случае, давлении). Блок использует аналитическое выражение, чтобы вычислить плотность при других температурах и давлениях. Вычисление основано на выражении:
где нижний индекс R обозначает ссылку величину (заданную в диалоговом окне блока).
Как и в случае плотности, блок обеспечивает три типа параметризации для удельной внутренней энергии и для связанной величины, из которой он может быть вычислен - удельной теплоты. Опции включают:
Specific internal energy and specific heat tables - Предоставить табличные данные по определенной внутренней энергии и удельному коэффициенту тепла. Данные должны быть указаны по температуре и давлению. Параметр Table dimensions должен быть установлен на 2D tables based on temperature and pressure.
Specific internal energy table/vector - Предоставить табличные данные по определенной внутренней энергии от температуры (и, в 2D случае, давления). Блок вычисляет удельный тепловой коэффициент из конкретных внутренних энергетических данных. Вычисление основано на выражении:
где c p - удельный тепловой коэффициент, а u - удельная внутренняя энергия.
Specific heat coefficient table/vector - Предоставить табличные данные по удельному коэффициенту тепла по температуре (и, в 2D случае, давлению). Блок вычисляет удельную внутреннюю энергию из данных удельного теплового коэффициента. Вычисление основано на выражении:
где нижний индекс R обозначает ссылку величину. Значение u R установлено в нуль, что является подходящим выбором, потому что это различие в конкретной внутренней энергии, а не ее значение, которая релевантна для симуляции. Значение u может отличаться от того, что предусмотрено в других источниках, таких как база данных жидкостей REFPROP.
